第七章萬有引力與宇宙航行第1節(jié)

行星的運(yùn)動(dòng)人教版新教材高中物理第二冊(cè)第七章萬有引力與宇宙航行人教版新教材高中物理第二冊(cè)1浩瀚宇宙，天體運(yùn)行，銀河高懸，群星燦爛，明亮的牛郎、織女星隔河相望，引出一段美麗的傳說……哥白尼說“太陽坐在它的皇位上，管理著圍繞著它的一切星球”你知道太陽系八大行星繞太陽“旋轉(zhuǎn)”時(shí)遵循怎樣的規(guī)律嗎？新知探究浩瀚宇宙，天體運(yùn)行，銀河高懸，群星燦爛，明亮的牛郎、織女星隔知識(shí)點(diǎn)

開普勒定律1新知探究知識(shí)點(diǎn)開普勒定律1新知探究知識(shí)點(diǎn)

行星軌道處理方法2新知探究行星的軌道與圓十分接近,中學(xué)階段按圓軌道來處理,運(yùn)動(dòng)規(guī)律可描述為:1.行星繞太陽運(yùn)動(dòng)的軌道十分接近圓,太陽處在圓心。2.對(duì)某一行星來說,它繞太陽做圓周運(yùn)動(dòng)的角速度(或線速度大小)不變,即行星做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。3.所有行星軌道半徑的三次方跟它的公轉(zhuǎn)周期的二次方的比值都相等,表達(dá)式為

。知識(shí)點(diǎn)行星軌道處理方法2新知探究行星的軌道與圓十對(duì)開普勒行星運(yùn)動(dòng)定律的認(rèn)識(shí)

名師指點(diǎn)如圖所示,地球繞太陽運(yùn)行的示意圖,圖中橢圓表示地球的公轉(zhuǎn)軌道,A、B、C、D分別表示春分、夏至、秋分、冬至?xí)r地球所在的位置,試分析說明一年之內(nèi)北半球秋冬兩季比春夏兩季要少幾天的原因。對(duì)開普勒行星運(yùn)動(dòng)定律的認(rèn)識(shí)

名師指點(diǎn)如圖所示,地球繞太陽運(yùn)行對(duì)開普勒行星運(yùn)動(dòng)定律的認(rèn)識(shí)

名師指點(diǎn)對(duì)開普勒行星運(yùn)動(dòng)定律的認(rèn)識(shí)

名師指點(diǎn)對(duì)開普勒行星運(yùn)動(dòng)定律的認(rèn)識(shí)

名師指點(diǎn)1.從空間分布認(rèn)識(shí)行星的軌道都是橢圓的,所有橢圓有一個(gè)共同的焦點(diǎn),太陽就在此焦點(diǎn)上。因此第一定律又叫橢圓軌道定律,如圖所示。對(duì)開普勒行星運(yùn)動(dòng)定律的認(rèn)識(shí)

名師指點(diǎn)1.從空間分布認(rèn)識(shí)對(duì)開普勒行星運(yùn)動(dòng)定律的認(rèn)識(shí)

名師指點(diǎn)2.從速度大小認(rèn)識(shí)如圖所示,如果時(shí)間間隔相等,即t2-t1=t4-t3,由開普勒第二定律,面積SA=SB,可見離太陽越近,行星在相等時(shí)間內(nèi)經(jīng)過的弧長越長,即行星的速率就越大。對(duì)開普勒行星運(yùn)動(dòng)定律的認(rèn)識(shí)

名師指點(diǎn)2.從速度大小認(rèn)識(shí)對(duì)開普勒行星運(yùn)動(dòng)定律的認(rèn)識(shí)

名師指點(diǎn)在圖中,半長軸是AB間距的一半,不要認(rèn)為a等于太陽到A點(diǎn)的距離;T是公轉(zhuǎn)周期,不要誤認(rèn)為是自轉(zhuǎn)周期,如地球的公轉(zhuǎn)周期是一年,不是一天。對(duì)開普勒行星運(yùn)動(dòng)定律的認(rèn)識(shí)

名師指點(diǎn)在圖中,半長軸是AB間距對(duì)開普勒行星運(yùn)動(dòng)定律的認(rèn)識(shí)

名師指點(diǎn)【例】火星和木星沿各自的橢圓軌道繞太陽運(yùn)行,根據(jù)開普勒行星運(yùn)動(dòng)定律可知(

)A.太陽位于木星運(yùn)行軌道的中心B.火星和木星繞太陽運(yùn)行速度的大小始終相等C.火星與木星公轉(zhuǎn)周期之比的二次方等于它們軌道半長軸之比的三次方D.相同時(shí)間內(nèi),火星與太陽連線掃過的面積等于木星與太陽連線掃過的面積對(duì)開普勒行星運(yùn)動(dòng)定律的認(rèn)識(shí)

名師指點(diǎn)【例】火星和木星沿各自的對(duì)開普勒行星運(yùn)動(dòng)定律的認(rèn)識(shí)

名師指點(diǎn)解析：根據(jù)開普勒行星運(yùn)動(dòng)定律,火星和木星沿各自的橢圓軌道繞太陽運(yùn)行時(shí),太陽位于橢圓的一個(gè)焦點(diǎn)上,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;行星繞太陽運(yùn)行的軌道不同,周期不同,運(yùn)行速度大小也不同,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;火星與木星運(yùn)行的軌道半長軸的三次方與周期的二次方之比是一個(gè)常量,選項(xiàng)C正確;火星與太陽連線在相同時(shí)間內(nèi)掃過的面積相等,木星與太陽連線在相同時(shí)間內(nèi)掃過的面積相等,但這兩個(gè)面積不相等,選項(xiàng)D錯(cuò)誤。答案：C對(duì)開普勒行星運(yùn)動(dòng)定律的認(rèn)識(shí)

名師指點(diǎn)解析：根據(jù)開普勒行星運(yùn)動(dòng)天體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律及分析方法名師指點(diǎn)如圖是火星沖日年份示意圖,觀察圖中地球、火星的位置,請(qǐng)思考地球和火星誰的公轉(zhuǎn)周期更長?天體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律及分析方法名師指點(diǎn)如圖是火星沖日年份示意圖,觀天體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律及分析方法名師指點(diǎn)天體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律及分析方法名師指點(diǎn)天體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律及分析方法名師指點(diǎn)1.天體雖做橢圓運(yùn)動(dòng),但它們的軌道一般接近圓。中學(xué)階段我們?cè)谔幚硖祗w運(yùn)動(dòng)問題時(shí),一般把天體的運(yùn)動(dòng)當(dāng)作圓周運(yùn)動(dòng)來研究,并且把它們視為勻速圓周運(yùn)動(dòng)。2.在處理天體運(yùn)動(dòng)時(shí),開普勒第三定律表述為:天體軌道半徑r的三次方跟它的公轉(zhuǎn)周期T的二次方的比值為常數(shù),即,據(jù)此可知,繞同一天體運(yùn)動(dòng)的多個(gè)天體,運(yùn)動(dòng)半徑r越大的天體,其周期越長。天體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律及分析方法名師指點(diǎn)1.天體雖做橢圓運(yùn)動(dòng),但它們天體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律及分析方法名師指點(diǎn)3.表達(dá)式

中的常數(shù)k,只與中心天體的質(zhì)量有關(guān)。如研究行星繞太陽運(yùn)動(dòng)時(shí),常數(shù)k只與太陽的質(zhì)量有關(guān),如果研究衛(wèi)星繞地球運(yùn)動(dòng)時(shí),常數(shù)k只與地球的質(zhì)量有關(guān)。4.天體的運(yùn)動(dòng)遵循牛頓運(yùn)動(dòng)定律及勻速圓周運(yùn)動(dòng)的規(guī)律,與一般物體的運(yùn)動(dòng)在應(yīng)用這兩規(guī)律上沒有區(qū)別。天體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律及分析方法名師指點(diǎn)3.表達(dá)式天體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律及分析方法名師指點(diǎn)【例】有一個(gè)名叫谷神的小行星(質(zhì)量為m=1.00×1021kg),它的軌道半徑是地球繞太陽運(yùn)動(dòng)的軌道半徑的2.77倍,則它繞太陽一周所需要的時(shí)間為(

)A.1年

B.2.77年C.2.772年

天體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律及分析方法名師指點(diǎn)【例】有一個(gè)名叫谷神的小行天體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律及分析方法名師指點(diǎn)解析：假設(shè)地球繞太陽運(yùn)動(dòng)的軌道半徑為r0,則谷神繞太陽運(yùn)動(dòng)的軌道半徑為r=2.77r0。已知地球繞太陽運(yùn)動(dòng)的周期為T0=1年。答案：D天體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律及分析方法名師指點(diǎn)解析：假設(shè)地球繞太陽運(yùn)動(dòng)的軌1．(多選)根據(jù)德國天文學(xué)家開普勒的行星運(yùn)動(dòng)三定律,下列說法正確的是(

)A.所有行星都繞太陽做勻速圓周運(yùn)動(dòng),太陽處在圓心上B.所有行星都繞太陽做橢圓運(yùn)動(dòng),太陽處在橢圓的一個(gè)焦點(diǎn)上C.離太陽較遠(yuǎn)的行星,圍繞太陽轉(zhuǎn)一周的時(shí)間長D.地球繞太陽運(yùn)動(dòng)的速率是不變的課堂訓(xùn)練1．(多選)根據(jù)德國天文學(xué)家開普勒的行星運(yùn)動(dòng)三定律,下列說法解析：所有行星都繞太陽做橢圓軌道運(yùn)動(dòng),太陽處在橢圓的一個(gè)焦點(diǎn)上,選項(xiàng)A錯(cuò)誤,B正確;由

知,選項(xiàng)C正確;地球繞太陽做橢圓軌道運(yùn)動(dòng),靠近太陽時(shí),速率變大,遠(yuǎn)離太陽時(shí),速度變小,選項(xiàng)D錯(cuò)誤。答案：BC課堂訓(xùn)練解析：所有行星都繞太陽做橢圓軌道運(yùn)動(dòng),太陽處在橢圓的一個(gè)焦點(diǎn)2．理論和實(shí)踐證明,開普勒定律不僅適用于太陽系中的天體運(yùn)動(dòng),而且對(duì)一切天體(包括衛(wèi)星繞行星的運(yùn)動(dòng))都適用。對(duì)于開普勒第三定律的公式,下列說法正確的是(

)A.公式只適用于軌道是橢圓的運(yùn)動(dòng)B.式中的k值,對(duì)于所有行星(或衛(wèi)星)都相等C.式中的k值,只與中心天體有關(guān),與繞中心天體旋轉(zhuǎn)的行星(或衛(wèi)星)無關(guān)D.若已知月球與地球之間的距離,根據(jù)公式可求出地球與太陽之間的距離課堂訓(xùn)練2．理論和實(shí)踐證明,開普勒定律不僅適用于太陽系中的天體運(yùn)動(dòng),解析：行星和衛(wèi)星的軌道可以近似為圓,公式

也適用,故選項(xiàng)A錯(cuò)誤。比例系數(shù)k是一個(gè)由中心天體決定而與行星無關(guān)的常量,但不是恒量,不同的星系中,k值不同,故選項(xiàng)B錯(cuò)誤,C正確。月球繞地球轉(zhuǎn)動(dòng)的k值與地球繞太陽轉(zhuǎn)動(dòng)的k值不同,故選項(xiàng)D錯(cuò)誤。答案：C課堂訓(xùn)練解析：行星和衛(wèi)星的軌道可以近似為圓,公式也3．某行星繞太陽運(yùn)行的橢圓軌道如圖所示,F1和F2是橢圓軌道的兩個(gè)焦點(diǎn),行星在A點(diǎn)的速率比在B點(diǎn)的大,則太陽是位于(

)A.F2 B.A C.F1 D.B課堂訓(xùn)練3．某行星繞太陽運(yùn)行的橢圓軌道如圖所示,F1和F2是橢圓軌道解析：根據(jù)開普勒第二定律:對(duì)任意一個(gè)行星來說,它與太陽的連線在相等的時(shí)間內(nèi)掃過相等的面積,因?yàn)樾行窃贏點(diǎn)的速率比在B點(diǎn)大,所以A點(diǎn)離太陽近,即太陽位于F2。答案：A課堂訓(xùn)練解析：根據(jù)開普勒第二定律:對(duì)任意一個(gè)行星來說,它與太陽的連線4．已知兩個(gè)行星的質(zhì)量m1=2m2,公轉(zhuǎn)周期T1=2T2,則它們繞太陽運(yùn)轉(zhuǎn)軌道的半長軸之比為(

)課堂訓(xùn)練答案：C4．已知兩個(gè)行星的質(zhì)量m1=2m2,公轉(zhuǎn)周期T1=2T2,則答案：B課堂訓(xùn)練答案：B課堂訓(xùn)練人教版新教材高中物理第二冊(cè)人教版新教材高中物理第二冊(cè)26第七章萬有引力與宇宙航行第1節(jié)

行星的運(yùn)動(dòng)人教版新教材高中物理第二冊(cè)第七章萬有引力與宇宙航行人教版新教材高中物理第二冊(cè)27浩瀚宇宙，天體運(yùn)行，銀河高懸，群星燦爛，明亮的牛郎、織女星隔河相望，引出一段美麗的傳說……哥白尼說“太陽坐在它的皇位上，管理著圍繞著它的一切星球”你知道太陽系八大行星繞太陽“旋轉(zhuǎn)”時(shí)遵循怎樣的規(guī)律嗎？新知探究浩瀚宇宙，天體運(yùn)行，銀河高懸，群星燦爛，明亮的牛郎、織女星隔知識(shí)點(diǎn)

開普勒定律1新知探究知識(shí)點(diǎn)開普勒定律1新知探究知識(shí)點(diǎn)

行星軌道處理方法2新知探究行星的軌道與圓十分接近,中學(xué)階段按圓軌道來處理,運(yùn)動(dòng)規(guī)律可描述為:1.行星繞太陽運(yùn)動(dòng)的軌道十分接近圓,太陽處在圓心。2.對(duì)某一行星來說,它繞太陽做圓周運(yùn)動(dòng)的角速度(或線速度大小)不變,即行星做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。3.所有行星軌道半徑的三次方跟它的公轉(zhuǎn)周期的二次方的比值都相等,表達(dá)式為

。知識(shí)點(diǎn)行星軌道處理方法2新知探究行星的軌道與圓十對(duì)開普勒行星運(yùn)動(dòng)定律的認(rèn)識(shí)

名師指點(diǎn)如圖所示,地球繞太陽運(yùn)行的示意圖,圖中橢圓表示地球的公轉(zhuǎn)軌道,A、B、C、D分別表示春分、夏至、秋分、冬至?xí)r地球所在的位置,試分析說明一年之內(nèi)北半球秋冬兩季比春夏兩季要少幾天的原因。對(duì)開普勒行星運(yùn)動(dòng)定律的認(rèn)識(shí)

名師指點(diǎn)如圖所示,地球繞太陽運(yùn)行對(duì)開普勒行星運(yùn)動(dòng)定律的認(rèn)識(shí)

名師指點(diǎn)對(duì)開普勒行星運(yùn)動(dòng)定律的認(rèn)識(shí)

名師指點(diǎn)對(duì)開普勒行星運(yùn)動(dòng)定律的認(rèn)識(shí)

名師指點(diǎn)1.從空間分布認(rèn)識(shí)行星的軌道都是橢圓的,所有橢圓有一個(gè)共同的焦點(diǎn),太陽就在此焦點(diǎn)上。因此第一定律又叫橢圓軌道定律,如圖所示。對(duì)開普勒行星運(yùn)動(dòng)定律的認(rèn)識(shí)

名師指點(diǎn)1.從空間分布認(rèn)識(shí)對(duì)開普勒行星運(yùn)動(dòng)定律的認(rèn)識(shí)

名師指點(diǎn)2.從速度大小認(rèn)識(shí)如圖所示,如果時(shí)間間隔相等,即t2-t1=t4-t3,由開普勒第二定律,面積SA=SB,可見離太陽越近,行星在相等時(shí)間內(nèi)經(jīng)過的弧長越長,即行星的速率就越大。對(duì)開普勒行星運(yùn)動(dòng)定律的認(rèn)識(shí)

名師指點(diǎn)2.從速度大小認(rèn)識(shí)對(duì)開普勒行星運(yùn)動(dòng)定律的認(rèn)識(shí)

名師指點(diǎn)在圖中,半長軸是AB間距的一半,不要認(rèn)為a等于太陽到A點(diǎn)的距離;T是公轉(zhuǎn)周期,不要誤認(rèn)為是自轉(zhuǎn)周期,如地球的公轉(zhuǎn)周期是一年,不是一天。對(duì)開普勒行星運(yùn)動(dòng)定律的認(rèn)識(shí)

名師指點(diǎn)在圖中,半長軸是AB間距對(duì)開普勒行星運(yùn)動(dòng)定律的認(rèn)識(shí)

名師指點(diǎn)【例】火星和木星沿各自的橢圓軌道繞太陽運(yùn)行,根據(jù)開普勒行星運(yùn)動(dòng)定律可知(

)A.太陽位于木星運(yùn)行軌道的中心B.火星和木星繞太陽運(yùn)行速度的大小始終相等C.火星與木星公轉(zhuǎn)周期之比的二次方等于它們軌道半長軸之比的三次方D.相同時(shí)間內(nèi),火星與太陽連線掃過的面積等于木星與太陽連線掃過的面積對(duì)開普勒行星運(yùn)動(dòng)定律的認(rèn)識(shí)

名師指點(diǎn)【例】火星和木星沿各自的對(duì)開普勒行星運(yùn)動(dòng)定律的認(rèn)識(shí)

名師指點(diǎn)解析：根據(jù)開普勒行星運(yùn)動(dòng)定律,火星和木星沿各自的橢圓軌道繞太陽運(yùn)行時(shí),太陽位于橢圓的一個(gè)焦點(diǎn)上,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;行星繞太陽運(yùn)行的軌道不同,周期不同,運(yùn)行速度大小也不同,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;火星與木星運(yùn)行的軌道半長軸的三次方與周期的二次方之比是一個(gè)常量,選項(xiàng)C正確;火星與太陽連線在相同時(shí)間內(nèi)掃過的面積相等,木星與太陽連線在相同時(shí)間內(nèi)掃過的面積相等,但這兩個(gè)面積不相等,選項(xiàng)D錯(cuò)誤。答案：C對(duì)開普勒行星運(yùn)動(dòng)定律的認(rèn)識(shí)

名師指點(diǎn)解析：根據(jù)開普勒行星運(yùn)動(dòng)天體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律及分析方法名師指點(diǎn)如圖是火星沖日年份示意圖,觀察圖中地球、火星的位置,請(qǐng)思考地球和火星誰的公轉(zhuǎn)周期更長?天體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律及分析方法名師指點(diǎn)如圖是火星沖日年份示意圖,觀天體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律及分析方法名師指點(diǎn)天體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律及分析方法名師指點(diǎn)天體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律及分析方法名師指點(diǎn)1.天體雖做橢圓運(yùn)動(dòng),但它們的軌道一般接近圓。中學(xué)階段我們?cè)谔幚硖祗w運(yùn)動(dòng)問題時(shí),一般把天體的運(yùn)動(dòng)當(dāng)作圓周運(yùn)動(dòng)來研究,并且把它們視為勻速圓周運(yùn)動(dòng)。2.在處理天體運(yùn)動(dòng)時(shí),開普勒第三定律表述為:天體軌道半徑r的三次方跟它的公轉(zhuǎn)周期T的二次方的比值為常數(shù),即,據(jù)此可知,繞同一天體運(yùn)動(dòng)的多個(gè)天體,運(yùn)動(dòng)半徑r越大的天體,其周期越長。天體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律及分析方法名師指點(diǎn)1.天體雖做橢圓運(yùn)動(dòng),但它們天體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律及分析方法名師指點(diǎn)3.表達(dá)式

中的常數(shù)k,只與中心天體的質(zhì)量有關(guān)。如研究行星繞太陽運(yùn)動(dòng)時(shí),常數(shù)k只與太陽的質(zhì)量有關(guān),如果研究衛(wèi)星繞地球運(yùn)動(dòng)時(shí),常數(shù)k只與地球的質(zhì)量有關(guān)。4.天體的運(yùn)動(dòng)遵循牛頓運(yùn)動(dòng)定律及勻速圓周運(yùn)動(dòng)的規(guī)律,與一般物體的運(yùn)動(dòng)在應(yīng)用這兩規(guī)律上沒有區(qū)別。天體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律及分析方法名師指點(diǎn)3.表達(dá)式天體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律及分析方法名師指點(diǎn)【例】有一個(gè)名叫谷神的小行星(質(zhì)量為m=1.00×1021kg),它的軌道半徑是地球繞太陽運(yùn)動(dòng)的軌道半徑的2.77倍,則它繞太陽一周所需要的時(shí)間為(

)A.1年

B.2.77年C.2.772年

天體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律及分析方法名師指點(diǎn)【例】有一個(gè)名叫谷神的小行天體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律及分析方法名師指點(diǎn)解析：假設(shè)地球繞太陽運(yùn)動(dòng)的軌道半徑為r0,則谷神繞太陽運(yùn)動(dòng)的軌道半徑為r=2.77r0。已知地球繞太陽運(yùn)動(dòng)的周期為T0=1年。答案：D天體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律及分析方法名師指點(diǎn)解析：假設(shè)地球繞太陽運(yùn)動(dòng)的軌1．(多選)根據(jù)德國天文學(xué)家開普勒的行星運(yùn)動(dòng)三定律,下列說法正確的是(

)A.所有行星都繞太陽做勻速圓周運(yùn)動(dòng),太陽處在圓心上B.所有行星都繞太陽做橢圓運(yùn)動(dòng),太陽處在橢圓的一個(gè)焦點(diǎn)上C.離太陽較遠(yuǎn)的行星,圍繞太陽轉(zhuǎn)一周的時(shí)間長D.地球繞太陽運(yùn)動(dòng)的速率是不變的課堂訓(xùn)練1．(多選)根據(jù)德國天文學(xué)家開普勒的行星運(yùn)動(dòng)三定律,下列說法解析：所有行星都繞太陽做橢圓軌道運(yùn)動(dòng),太陽處在橢圓的一個(gè)焦點(diǎn)上,選項(xiàng)A錯(cuò)誤,B正確;由

知,選項(xiàng)C正確;地球繞太陽做橢圓軌道運(yùn)動(dòng),靠近太陽時(shí),速率變大,遠(yuǎn)離太陽時(shí),速度變小,選項(xiàng)D錯(cuò)誤。答案：BC課堂訓(xùn)練解析：所有行星都繞太陽做橢圓軌道運(yùn)動(dòng),太陽處在橢圓的一個(gè)焦點(diǎn)2．理論和實(shí)踐證明,開普勒定律不僅適用于太陽系中的天體運(yùn)動(dòng),而且對(duì)一切天體(包括衛(wèi)星繞行星的運(yùn)動(dòng))都適用。對(duì)于開普勒第三定律的公式,下列說法正確的是(

)A.公式只適用于軌道是橢圓的運(yùn)動(dòng)B.式中的k值,對(duì)于所有行星(或衛(wèi)星)都相等C.式中的k值,只與中心天體有關(guān),與繞中心天體旋轉(zhuǎn)的行星(或衛(wèi)星)無關(guān)D.若已知月球與地球